Microcentrale hydroélectrique de Wilen : nouvelle conduite forcée et nouvelle conduite de trop-plein

Conduite forcée en tuyaux de fer rivetés

La centrale hydroélectrique dispose d’un bassin de retenue de 4500 m³ situé plus haut dans le vallon. De là, une conduite de 335 m de long en plastique renforcé de fibres de verre acheminait l’eau à travers un haut plateau, avant de la précipiter dans une pente boisée abrupte de 100 m de long dans une conduite forcée de surface en fer riveté plus que centenaire. Après avoir actionné la turbine avec 6 bars de pression, l’eau rejoignait le Steinenbach. Un canal de trop-plein de 60 cm de large et 50 cm de haut en béton et pierres naturelles longeait la lisière de la forêt jusqu'à la centrale. Son rôle était de réguler l'afflux d'eau et d’en canaliser l’excédent directement dans le Steinenbach.

Nouvelle conduite forcée et conduite de trop-plein dans la même tranchée

La planification du renouvellement de la conduite forcée et du canal de trop-plein a été confiée au bureau d'ingénieurs Frei + Krauer AG.

L’étude de diverses variantes a montré que la solution optimale consistait à enterrer la conduite forcée et à remplacer le canal de trop-plein par une conduite parallèle posée dans la même tranchée. Après avoir remporté l’appel d’offres, l’entreprise De Zanet AG a réalisé les travaux d'excavation et posé les tuyaux de canalisation PP-HM de Debrunner Acifer pour la conduite de trop-plein. La pose de la conduite forcée a été attribué à Garage Ziegler AG, qui possède un département spécialisé dans ce type de travaux.

Le ciment alumineux résiste à toutes les qualités d'eau

En accord avec le planificateur, le fournisseur de tuyaux et Andreas Ziegler (responsable serrurerie et conduites industrielles chez Garage Ziegler AG) le maître d'ouvrage a opté pour des tuyaux en fonte Hagenbucher de Debrunner Acifer avec revêtement intérieur alumineux : la résistance à l’eau du ciment alumineux est supérieure à celle des ciments normaux quelle que soit la qualité d’eau. « Les fissures d’impacts de pierres ou de branches dans le tuyau cicatrisent d’elles-mêmes », explique Andreas Ziegler. « Revêtus de zinc et de mortier de ciment fibré, les tuyaux sont aussi résistants à l'extérieur et ont donc une longue durée de vie ». Leur ductilité leur permet en outre de s'adapter aux mouvements du terrain.

Une tyrolienne pour tubes et béton

Le creusement de la tranchée par De Zanet AG a nécessité la coupe des arbres sur le tracé. Le service forestier de la commune de Kaltbrunn s’en est chargé. La pente principale entre le bassin de rétention et la centrale présente une déclivité de 50%. Une tyrolienne capable d’acheminer les tuyaux en fonte de 6 m (970 kg/pièce) et les tuyaux de canalisation en PP-HM a été construite spécialement pour le chantier. Opérée par une entreprise partenaire de De Zanet AG, elle a également permis de transporter le béton nécessaire à la fixation des tuyaux dans la pente et d’évacuer les troncs coupés sur le tracé des conduites.

Une pelle mécanique dans la pente

Les travaux d’excavation sur ce terrain escarpé constituaient un véritable défi. « Pour des raisons économiques et logistiques, nous n’avons pas utilisé de pelle araignée, mais une pelleteuse normale sécurisée à l’aide d’un treuil, système qui nous a aussi servi pour tous les équipements », explique Francesco Trovato, directeur opérationnel et membre de la direction de De Zanet AG.

Un angle maximal de 1,5°

Le projet a exigé une phase de planification minutieuse pour assurer la sécurité des travailleurs et la bonne exploitation de la tyrolienne. Le creusement de la tranchée a aussi demandé une planification très précise. « L’angle d’assemblage des tuyaux de canalisation en PP-HM ne doit pas dépasser 1,5°, sinon l’étanchéité n’est pas garantie. Des racines pourraient s’y introduire et boucher la conduite », explique Francesco Trovato. Les travaux d’excavation ont donc dû être effectués avec une grande précision.

Technologie laser pour un alignement au millimètre près

Le raccordement de la conduite forcée au niveau de la centrale électrique a aussi nécessité des travaux spéciaux. « Il n’y avait pas encore de traversée de mur », explique Andreas Ziegler. « Il a fallu poser un tuyau de conduite forcée de 3 m de long sous la route, sur une fondation en béton. Ce n’est qu’après l’avoir aligné au laser, quasiment au millimètre près, sur l’axe de l’ancienne conduite encore en place à l’intérieur de la centrale que le bétonnage a pu être réalisé. Normalement, nous aurions commencé par le passage de mur et aurions posé un tuyau après l’autre jusqu’au bassin de rétention - l'alignement aurait été automatiquement correct et il n'aurait pas été nécessaire d'ajuster la hauteur ».

300 l d'eau par seconde

Les travaux au niveau de la pente boisée sont à présent terminés. D'ici fin avril, la conduite forcée et celle de trop-plein seront prolongées jusqu'au bassin. Une centaine de mètres avant l'étang, la conduite de trop-plein se ramifie pour desservir les deux vannes à guillotine du bassin. Sur toute sa longueur, soit 435 m, la nouvelle conduite forcée a une contenance de 82,5 m³. D’un diamètre de 50 cm, elle permet de turbiner jusqu'à 300 l d'eau par seconde.

« Le représentant participe à la réflexion »

Francesco Trovato, responsable opérationnel et membre de la direction, De Zanet SA

Êtes-vous satisfait du déroulement des travaux jusqu'à présent ?

Mi-janvier, les intempéries ont causé des retards - nous ne pouvions pas travailler sur la pente raide dans ces conditions. Par endroits, il a fallu creuser la roche au marteau piqueur. Ce n’était pas prévu et cela nous aussi fait perdre du temps. La pente inclinée à 50% a nécessité une tyrolienne pour transporter les tuyaux et le béton, ainsi que des mesures spéciales de sécurité au travail, comme la sécurisation de la pelleteuse à l’aide d’un câble de treuil. Compte tenu de ces conditions inhabituelles, je suis très satisfait de l’état d’avancement du projet.

Quels enseignements tirez-vous de ce projet ?

Rétrospectivement, l'idée de travailler avec une tyrolienne s'est révélée géniale. Au début, j’avais de la peine à imaginer comment cela pourrait fonctionner. Mais j’ai très vite constaté l’efficacité du système : l'évacuation des troncs d'arbres coupés dans la pente aurait été difficile - voire impossible - autrement.

Vous collaborez souvent avec Debrunner Acifer AG. Pourquoi ?

Pour moi, c'est le prix qui est déterminant. Je choisis l'offre la plus avantageuse. La qualité des articles étant normalisée, il ne peut pas y avoir de différences entre les fournisseurs à ce niveau. Pour ce chantier, c’est Debrunner Acifer qui a soumis la meilleure offre. De plus, à chaque fois que j'ai travaillé avec eux, j'ai pu compter sur la livraison des marchandises au bon endroit, au bon moment et sans erreur de quantité.

Quelles sont vos attentes concernant le matériel fourni ?

Nous commandons principalement des tuyaux, des couvercles de regards et des barres d’acier d'armature. J'attends simplement des livraisons conformes aux commandes. Bien que nous contrôlions toujours les quantités et le matériel reçu, c'est Debrunner Acifer qui est responsable de la qualité du matériel et je n'ai jamais eu à m’en plaindre.

Quels sont les points forts de Debrunner Acifer ?

J'apprécie que leur représentant participe aux réflexions. Un exemple : une augmentation de prix avait été annoncée pour les tuyaux en PP-HM, mais le fournisseur n'était pas en mesure d’en indiquer la date. Le représentant Debrunner s’est démené pour que notre commande soit prise en compte juste avant. Il a aussi coordonné la répartition des tuyaux entre notre entrepôt et celui de Debrunner Acifer en fonction des capacités de stockage respectives.

« Marchandise disponible chez Debrunner Acifer à tout moment »

Andreas Ziegler, responsable serrurerie et conduites industrielles, Garage Ziegler AG

Un garage qui pose des canalisations, c’est surprenant !

La raison sociale Garage Ziegler AG peut effectivement prêter à confusion. C’est un héritage de l'histoire de notre entreprise. En fait, le garage auto n'est pas notre seul domaine d’activités. Les autres sont les machines agricoles, le service diesel, la vente de pièces de rechange et - nous y voilà - la serrurerie et les conduites industrielles.

Que retenez-vous de ce projet ?

L'assemblage des tuyaux ressemble à ce à quoi nous sommes habitués sur d’autres chantiers. La différence, ce sont les dimensions : un seul tuyau de conduite forcée pèse 970 kg ! Nous avons utilisé une tyrolienne pour l’acheminement sur la pente raide. La sécurité au travail était d’autant plus importante. Nous travaillons avec De Zanet AG depuis déjà 10 ans et formons une bonne équipe, capable de relever tous les défis !

Ce chantier a-t-il d’autres particularités ?

J'installe habituellement des conduites d'eau potable. Découvrir le fonctionnement d’une minicentrale hydroélectrique a été passionnant ! Le fait de mettre en place des tuyaux dans une tranchée en pente à l’aide d’une tyrolienne et d’une pelleteuse accrochée au câble d’un treuil s’écarte aussi sensiblement du train-train quotidien. Sans ces machines, la pose aurait été impossible, alors que pour les conduites d'eau potable, je peux en général tout faire à la main.

Pourquoi êtes-vous client chez Debrunner Acifer ?

Leur site de Näfels ne se trouve qu’à 10 km de chez nous et nous travaillons depuis plus de 50 ans en partenariat avec eux. Ils proposent un large assortiment et ont des collaborateurs compétents et sympathiques. En cas d'urgence - par exemple les ruptures de canalisations auxquelles je suis bien sûr parfois confronté - ils réagissent immédiatement. Dans de tels cas, j'ai besoin de matériel très rapidement, et Debrunner Acifer le tient généralement en stock.

Utilisez-vous des services spécifiques de Debrunner Acifer ?

Ce qui est spécifique, c’est notre accord de mise à disposition des marchandises : je passe commande, Debrunner Acifer dispose la marchandise à l'extérieur et je peux la récupérer à tout moment. J'ai aussi bénéficié d'un service de première classe pour la livraison des tuyaux en fonte Hagenbucher : nous ne savions pas quand nous pourrions commencer les travaux. Debrunner Acifer a fait venir en Suisse un premier lot de 22 tubes et les a mis en stock, de sorte qu'une fois le feu vert reçu, nous avons pu commencer les travaux immédiatement. Cela nous a évité des retards inutiles. Par la suite, le fabricant a apporté le matériel directement sur le chantier.

Extrait des livraisons Debrunner Acifer

• 420 m de conduites forcées Hagenbucher, revêtement intérieur en alumine, diamètre 500 mm
• 402 m de tuyaux de canalisation PP-HM, SN12, diamètres 630 mm et 315 mm